推挽开漏
开漏输出,推挽输出
开漏输出,推挽输出1,开漏输出(Open-Drain)⾸先讲⼀下集电极开路输出(Open-Collector),单⽚机I/O常⽤的输出⽅式的开漏输出(Open-Drain),漏极开路电路概念中提到的"漏"是指 MOSFET的漏极。
同理,集电极开路电路中的"集"就是指三极管的集电极。
在数字电路中,分别简称OD门和OC门。
典型的集电极开路电路如图所⽰。
电路中右侧的三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路,左侧的三极管⽤于反相作⽤,即左侧输⼊"0"时左侧三极管截⽌,VCC通过电阻加到右侧三极管基极,右侧三极管导通,右侧输出端连接到地,输出"0"。
从图中电路可以看出集电极开路是⽆法输出⾼电平的,如果要想输出⾼电平可以在输出端加上上拉电阻。
因此集电极开路输出可以⽤做电平转换,通过上拉电阻上拉⾄不同的电压,来实现不同的电平转换。
⽤做驱动器,由于OC门电路的输出管的集电极悬空,使⽤时需外接⼀个上拉电阻Rp到电源VCC。
OC门使⽤上拉电阻以输出⾼电平,此外为了加⼤输出引脚的驱动能⼒,上拉电阻阻值的选择原则:从降低功耗及芯⽚的灌电流能⼒考虑应当⾜够⼤;从确保⾜够的驱动电流考虑应当⾜够⼩。
将OC门输出连在⼀起时,再通过⼀个电阻接外电源,可以实现"线与"逻辑关系。
只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当,就能做到既保证输出的⾼、低电平符合要求,⽽且输出三极管的负载电流⼜不⾄于过⼤。
集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外,通过使⽤⼤功率的三极管还可⽤于直接驱动较⼤电流的负载,如继电器、脉冲变压器、指⽰灯等。
由于现在MOS管⽤普遍,⽽且性能要⽐晶体管要好,所以很多开漏输出电路,和后⾯要讲的推挽输出电路都⽤MOS管实现。
再来就是开漏输出电路,和集电极开路⼀样,顾名思义,开漏电路就是指从MOSFET的漏极输出的电路。
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出[转]推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止开漏输出:输出端相当于三极管的集电极.要得到高电平状态需要上拉电阻才行.适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).上拉电阻:1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
2、OC(集电极开路)门电路必须加上拉电阻,才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。
管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。
对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:1.驱动能力与功耗的平衡。
以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计是应注意两者之间的均衡。
2.下级电路的驱动需求。
同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3.高低电平的设定。
不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下
推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).上拉电阻:1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
2、OC(集电极开路)门电路必须加上拉电阻,才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。
管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。
对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:1. 驱动能力与功耗的平衡。
以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计是应注意两者之间的均衡。
2.下级电路的驱动需求。
同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3.高低电平的设定。
不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出之间的区别
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).上拉电阻:1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于CO-MS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
2、OC(集电极开路)门电路必须加上拉电阻,才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。
管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。
对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:1. 驱动能力与功耗的平衡。
以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计时应注意两者之间的均衡。
2.下级电路的驱动需求。
同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3.高低电平的设定。
不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。
开漏输出与推挽输出的比较
开漏输出与推挽输出的比较开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。
TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出电流。
所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
OC门开漏输出和OD门开漏输出都是为了同一个目的,都是为了实现逻辑器件的线与逻辑,当然选用不同的外接电阻也可以实现外围驱动能力的增加。
当你应用此电路的时候,要注意应用时要加上拉电阻接电源,这样才能保证逻辑的正确,在电阻上要根据逻辑器件的扇入扇出系数来确定,但一般mos电路带载同样的mos电路能力比较强,所以电阻通常可以选择2.2k,4.9k这样一些常用的。
推挽输出与开漏输出的区别推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现 线与 需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示:组成开漏形式的电路有以下几个特点:1. 利用 外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
什么是开漏输出、推挽输出、开集输出、OC、OD、线或线与逻辑
开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。
TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出电流。
所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
OC门开漏输出和OD门开漏输出都是为了同一个目的,都是为了实现逻辑器件的线与逻辑,当然选用不同的外接电阻也可以实现外围驱动能力的增加。
当你应用此电路的时候,要注意应用时要加上拉电阻接电源,这样才能保证逻辑的正确,在电阻上要根据逻辑器件的扇入扇出系数来确定,但一般mos电路带载同样的mos电路能力比较强,所以电阻通常可以选择2.2k,4.9k这样一些常用的。
推挽输出与开漏输出的区别推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现线与需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示:组成开漏形式的电路有以下几个特点:1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
开漏方式和推挽方式
简单一点理解推挽输出与开漏输出1. 推挽输出与开漏输出的区别:>>推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件>>开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).2. 开漏电路特点在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
组成开漏形式的电路有以下几个特点:1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
IC内部仅需很下的栅极驱动电流。
2. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。
形成“与逻辑” 关系。
这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
3. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。
这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。
4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言,要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻,否则无法输出高电平逻辑)。
5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。
添加其它的判断电路,才能具备双向输入、输出的能力。
Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出,在CMOS电路里面应该较CMOS输出更合适,应为在CMOS里面的push-pull输出能力不可能做得双极那么大。
输出能力看IC内部输出极N管P管的面积。
和开漏输出相比,push-pull的高低电平由IC的电源低定,不能简单的做逻辑操作等。
push-pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。
单片机IO口推挽输出与开漏输出的区别
单片机I/O口推挽输出与开漏输出的区别推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用,使输入为“0”时,输出也为“0”)。
对于图1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开),所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1K电阻及开关上流过,但由于开关闭其它三个口带内部上拉),当我们要使用输入功能时,只要将输出口设置为1即可,这样就相当于那个开关断开,而对于P0口来说,就是高阻态了。
对于漏极开路(OD)输出,跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极,OC就变成了OD,原理分析是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。
推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关,当要输出高电平时,上面的开关通,下面的开关断;而要输出低电平时,则刚好相反。
比起OC或者OD来说,这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。
单片机IO口推挽、开漏输出、准双向IO详解
单片机IO口推挽、开漏输出、准双向IO详解加入论坛的方式:在公众号对话框内,输入数字“1”,即可进入论坛,无需注册,就是这么简单。
诚邀您的加入。
在学单片机和选用逻辑器件的时候我们常别人说这款芯片是推挽输出驱动能力强,这个引脚是开漏输出需要加上拉电阻。
是不是有时候感觉一头雾水?今天就详解一下推挽和开漏,以后你买芯片的时候就可以和别人大声理论了。
1. 什么是推挽输出推挽输出既可以输出低电平,也可以输出高电平,可以直接驱动功耗不大的数字器件。
2. 推挽输出电路的结构推挽电路是由两个三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,电路工作时,两只对称的开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高、既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
其示意结构如下图所示:1. 当内部输出1电平时,上边的MOS管导通同时下边的MOS管截至,IO口输出高电平;2. 当内部输出0电平时,上边的MOS管截至同时下边的MOS管导通,IO口输出低电平;3. 什么是开漏输出开漏输出只能输出低电平,如果要输出高电平必须通过上拉电阻才能实现。
就类似于三极管的集电极输出。
4. 开漏输出电路的结构如上图:1. 内部输出1时MOS管截止,输出与地断开,这时候IO口其实是没有驱动能力的,需要外部连接上拉电阻才能输出高电平,才能驱动数字器件;2. 内部输出0时MOS管导通,输出低电平,所以开漏能输出低电平;5. 准双向IO在学51单片机的时候老师告诉我们,51单片机的IO口是准双向的,什么是准双向的?示意如下:其结构类似于开漏输出,只不过是把上拉电阻集成到了单片机内部。
6. IO口如何应用对于推挽输出的IO口可以直接输出高低电平驱动功耗较小的数字器件,但对于开漏输出的话必须要在外部接上拉电阻才行。
比如说LPC11C14单片机的片上I2C资源就是开漏输出的,如果要使用这两个引脚做输出就必须加上拉电阻,如下图所示:进入论坛的方式:在公众号对话框内,输入数字“1”,即可进入论坛,无需注册,就是这么简单。
开漏电路与推挽电路
实际应用与选择
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六、推挽与开漏的选择
该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时 下面的PNP管截止,而上面NPN管导通,输出电平VS+;当 比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP管导通,输出和地相 连,为低电平。 右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉电阻。
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六、推挽与开漏的选择
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二、开漏电路的特点
2.可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条在线。形成 “与 逻辑” 关系,也称作“线与功能”。 如图1,当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后,开漏 在线的逻辑就为0了。
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二、开漏电路的特点
线与功能
PIN_OUT= PIN_A * PIN_B * PIN_C 只有当PIN_A、PIN_B、PIN_C都 为高电平时,PIN_OUT的逻辑才 会为高电平
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三、开漏电路的不足
R阻值的选择——延时 Open drain带了上拉电阻的线路,即使以最快的速度去提 升电压,最快也要一个常量的R×C的时间。(其中R是电阻, C是寄生电容,包括了pin脚的电容和板子的电容) 电阻影响上升沿,不影响下降沿。如果使用中不关心上升沿 ,上拉电阻就可选择尽可能的大点,以减少对地通路的 电 流。如果对上升沿时间要求较高,电阻大小的选择应以芯片 功耗为参考。
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三、开漏电路的不足
当然Open drain也不是没有代价,Open drain輸出電路带 来上升沿的延时,因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负 载充电的,当电阻选择小时,延时就小、但功耗大,反之延 时大功耗小。 Open drain提供了灵活的输出方式,但也是有代价的,如果 对延时有要求,建议用下降沿输出。
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推挽,开漏,强上拉,弱上拉,强下拉,弱下拉输出
推挽输出和开漏输出
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现“线与”需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务。
电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
/////////////////////////////////////////////////////////////////////开漏电路特点及应用在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示:组成开漏形式的电路有以下几个特点:1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动(或驱动比芯片电源电压高的负载)。
当IC内部MOSFE T导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
IC内部仅需很下的栅极驱动电流。
如图1。
2. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。
形成“与逻辑” 关系。
如图1,当PIN_A、PIN_B、PI N_C任意一个变低后,开漏线上的逻辑就为0了。
这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
如果作为输出必须接上拉电阻。
接容性负载时,下降延是芯片内的晶体管,是有源驱动,速度较快;上升延是无源的外接电阻,速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小,功耗会大。
开漏(Open-Drain)和推挽(Push-Pull)输出
开漏(Open-Drain)和推挽(Push-Pull)输出推荐到论坛| 收藏漏级开路即高阻状态,适用于输入/输出,其可独立输入/输出低电平和高阻状态,若需要产生高电平,则需使用外部上拉电阻或使用如LCX245等电平转换芯片。
有些朋友,尤其是未学过此方面知识的朋友,在实际工作中将I/O 口设置为漏开,并想输出高电平,但向口线上写1后对方并未认出高电平,但用万用表测量引脚确有电压,这种认为是不对的,对于高阻状态来说,测量电压是无意义的,正确的方法应是外加上拉电阻,上拉电阻的阻值=上拉电压/芯片引脚最大灌(拉)电流。
推挽方式可完全独立产生高低电平,推挽方式为低阻,这样,才能保证口线上不分走电压或分走极小的电压(可忽略),保证输出与电源相同的高电平,推挽适用于输出而不适用于输入,因为若对推挽(低阻)加高电平后,I=U/R,I会很大,将造成口的烧毁。
对与C8051F的很多型号片子,将I/O口设置为推挽方式的做法为:PnMDOUT=0xff,Pn=0x00,这样设置I/O口为推挽,并输出低电平(可降低功耗)将I/O口设置为漏开方式的做法为:PnMDOUT=0x00,Pn=0x11,这样设置I/O口为漏开。
如果学过三极管放大电路一定知道,前置单管放大器和功放末级放大电路的区别。
单片机内部的逻辑经过内部的逻辑运算后需要输出到外面,外面的器件可能需要较大的电流才能推动,因此在单片机的输出端口必须有一个驱动电路。
这种驱动电路有两种形式:其中的一种是采用一只N型三极管(npn或n沟道),以npn三极管为例,就是e接地,b接内部的逻辑运算,c 引出,b受内部驱动可以控制三极管是否导通但如果三极管的c极一直悬空,尽管b极上发生高低变化,c极上也不会有高低变化,因此在这种条件下必须在外部提供一个电阻,电阻的一端接c(引出脚)另一端接电源,这样当三极管的b有高电压是三极管导通,c电压为低,当b为低电压时三极管不通,c极在电阻的拉动下为高电压,这种驱动电路有个特点:低电压是三极管驱动的,高电压是电阻驱动的(上下不对称),三极管导通时的ec内阻很小,因此可以提供很大的电流,可以直接驱动led甚至继电器,但电阻的驱动是有限的,最大高电平输出电流=(vcc-Vh)/r;另一种是互补推挽输出,采用2只晶体管,一只在上一只在下,上面的一只是n型,下面为p型(以三极管为例),两只管子的连接为:npn(上)的c连vcc,pnp(下)的c接地,两只管子的ee,bb相连,其中ee作为输出(引出脚),bb接内部逻辑,这个电路通常用于功率放大点路的末级(音响),当bb接高电压时npn管导通输出高电压,由于三极管的ec电阻很小,因此输出的高电压有很强的驱动能力,当bb接低电压时npn截至,pnp导通,由于三极管的ec电阻很小因此输出的低电压有很强的驱动能力,简单的例子,9013导通时ec电阻不到10欧,以Vh=2.5v,vcc=5v计算,高电平输出电流最大=250MA,短路电流500ma,这个计算同时告诉我们采用推挽输出时一定要小心千万不要出现外部电路短路的可能,否则肯定烧毁芯片,特别是外部驱动三极管时别忘了在三极管的基极加限流电阻。
推挽输出和开漏输出详解
open-drain与push-pull】GPIO的功能,简单说就是可以根据自己的需要去配置为输入或输出。
但是在配置GPIO管脚的时候,常会见到两种模式:开漏(open-drain,漏极开路)和推挽(push-pull)。
对此两种模式,有何区别和联系,下面整理了一些资料,来详细解释一下:图表?1 Push-Pull对比Open-Drain常见的GPIO的模式可以配置为open-drain或push-pull,具体实现上,常为通过配置对应的寄存器的某些位来配置为open-drain 或是push-pull。
当我们通过CPU去设置那些GPIO的配置寄存器的某位(bit)的时候,其GPIO硬件IC内部的实现是,会去打开或关闭对应的top transistor。
相应地,如果设置为了open-d模式的话,是需要上拉电阻才能实现,也能够输出高电平的。
因此,如果硬件内部(internal)本身包含了对应的上拉电阻的话,此时会去关闭或打开对应的上拉电阻。
如果GPIO硬件IC内部没有对应的上拉电阻的话,那么你的硬件电路中,必须自己提供对应的外部(external)的上拉电阻。
而push-pull输出的优势是速度快,因为线路(line)是以两种方式驱动的。
而带了上拉电阻的线路,即使以最快的速度去提升电压,最快也要一个常量的R×C的时间。
其中R是电阻,C是寄生电容(parasitic capacitance),包括了pin脚的电容和板子的电容。
但是,push-pull相对的缺点是往往需要消耗更多的电流,即功耗相对大。
而open-drain所消耗的电流相对较小,由电阻R所限制,而R不能太小,因为当输出为低电平的时候,需要sink更低的transistor,这意味着更高的功耗。
(此段原文:because the lower transistor has to sink that current when the output is low; that means higher power consumption.)而open-drain的好处之一是,允许你cshort()多个open-drain的电路,公用一个上拉电阻,此种做法称为wired-OR连接,此时可以通过拉低任何一个IO的pin脚使得输出为低电平。
单片机开漏电路和推挽电路
单片机开漏电路和推挽电路
单片机开漏电路和推挽电路是两种常用的数字电路电路,它们在单片机应用中有重要的作用。
1. 开漏电路
开漏电路是一种在数字逻辑电路中使用的电路,它的特点是输出端口没有上拉或下拉电阻,只有一个晶体管作为开关控制。
在开漏电路中,只有当输出端口上的晶体管导通时,输出端口才能输出信号。
当晶体管截止时,输出端口处于开路状态,即没有输出信号。
开漏电路常用于驱动大负载、实现高电平输出等场合,例如驱动LED 灯、驱动电机等。
在单片机应用中,开漏电路常用于实现外部设备的开关控制,例如LED灯控制、电机控制等。
2. 推挽电路
推挽电路是一种在数字逻辑电路中使用的电路,它的特点是输出端口可以输出高电平或低电平信号,输出端口的状态由两个晶体管的状态决定。
当晶体管A导通时,晶体管B截止,输出端口为低电平;当晶体管B导通时,晶体管A截止,输出端口为高电平。
推挽电路常用于实现外部设备的开关控制,例如驱动LED灯、驱动电机等。
在单片机应用中,推挽电路常用于实现外部设备的开关控制,例如LED灯控制、电机控制等。
总之,开漏电路和推挽电路是两种常用的数字电路电路,它们在单片机应用中有重要的作用,需要根据具体的应用场景选择合适的电路。
推挽输出与开漏输出的区别
推挽输出与开漏输出的区别开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。
TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出电流。
所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
OC门开漏输出和OD门开漏输出都是为了同一个目的,都是为了实现逻辑器件的线与逻辑,当然选用不同的外接电阻也可以实现外围驱动能力的增加。
当你应用此电路的时候,要注意应用时要加上拉电阻接电源,这样才能保证逻辑的正确,在电阻上要根据逻辑器件的扇入扇出系数来确定,但一般mos 电路带载同样的mos电路能力比较强,所以电阻通常可以选择2.2k,4.9k这样一些常用的。
推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现线与需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示:组成开漏形式的电路有以下几个特点:1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
什么是开漏输进、推挽输进、开集输进、OC、OD、线或线与逻辑
开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。
TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出电流。
所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
OC门开漏输出和OD门开漏输出都是为了同一个目的,都是为了实现逻辑器件的线与逻辑,当然选用不同的外接电阻也可以实现外围驱动能力的增加。
当你应用此电路的时候,要注意应用时要加上拉电阻接电源,这样才能保证逻辑的正确,在电阻上要根据逻辑器件的扇入扇出系数来确定,但一般mos电路带载同样的mos电路能力比较强,所以电阻通常可以选择2.2k,4.9k这样一些常用的。
推挽输出与开漏输出的区别推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现线与需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示:组成开漏形式的电路有以下几个特点:1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
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推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).
推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.
要实现线与需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
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开漏电路特点及应用
在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。
本人虽然在念书时就知道其基本的用法,而且在设计中并未遇的过问题。
但是前两天有位同事向我问起了这个概念。
我忽然觉得自己对其概念了解的并不系统。
近日,忙里偷闲对其进行了下总结。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示:
组成开漏形式的电路有以下几个特点:
1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。
IC内部仅需很下的栅极驱动电流。
如图1。
2. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。
形成“与逻辑”关系。
如图1,当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后,开漏线上的逻辑就为0了。
这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
3. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。
如图2, IC的逻辑电平由电源Vcc1决定,而输出高电平则由Vcc2决定。
这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。
4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言,要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻,否则无法输出高电平逻辑)。
5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。
添加其它的判断电路,才能具备双向输入、输出的能力。
应用中需注意:
1. 开漏和开集的原理类似,在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电路。
例如,某输入Pin要求由开漏电路驱动。
则我们常见的驱动方式是利用一个三极管组成开集电路来驱动它,即方便又节省成本。
如图3。
2. 上拉电阻R pull-up的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。
阻值越大,速度越低功
耗越小。
反之亦然。
Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出,在CMOS电路里面应该较CMOS输出更合适,应为在CMOS里面的push-pull输出能力不可能做得双极那么大。
输出能力看IC内部输出极N 管P管的面积。
和开漏输出相比,push-pull的高低电平由IC的电源低定,不能简单的做逻辑操作等。
push-pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。
at91rm9200 GPIO 模拟I2C接口时注意!!
一.什么是OC、OD
集电极开路门(集电极开路 OC 或源极开路OD)
open-drain是漏极开路输出的意思,相当于集电极开路(open-collector)输出,即ttl中的集电极开路(oc)输出。
一般用于线或、线与,也有的用于电流驱动。
open-drain是对mos管而言,open-collector是对双极型管而言,在用法上没啥区别。
开漏形式的电路有以下几个特点:
1.利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
或驱动比芯片电源电压高的负载.
2.可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。
通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“与逻辑”关系。
这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
如果作为图腾输出必须接上拉电阻。
接容性负载时,下降延是芯片内的晶体管,是有源驱动,速度较快;上升延是无源的外接电阻,速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小,功耗会大。
所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。
3.可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。
例如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS 电平输出等。
4.开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平。
一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的。
5.正常的CMOS输出级是上、下两个管子,把上面的管子去掉就是OPEN-DRAIN了。
这种输出的主要目的有两个:电平转换和线与。
6.由于漏级开路,所以后级电路必须接一上拉电阻,上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。
这样你就可以进行任意电平的转换了。
7.线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合,如果本电路不想拉低,就输出高电平,因为OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉,高电平是靠外接的上拉电阻实现的。
(而正常的CMOS输出级,如果出现一个输出为高另外一个为低时,等于电源短路。
)
8.OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。
因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。
所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。
二.什么是线或逻辑与线与逻辑?
在一个结点(线)上, 连接一个上拉电阻到电源 VCC 或 VDD 和 n 个 NPN 或 NMOS 晶体管的集电极 C 或漏极 D, 这些晶体管的发射极 E 或源极 S 都接到地线上, 只要有一个晶体管饱和, 这个结点(线)就被拉到地线电平上.
因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS), 晶体管就会饱和, 所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非 NOR 逻辑. 如果这个结点后面加一个反相器, 就是或 OR 逻辑.
注:个人理解:线与,接上拉电阻至电源。
(~A)&(~B)=~(A+B),由公式较容易理解线与此概念的由来;
如果用下拉电阻和 PNP 或 PMOS 管就可以构成与非 NAND 逻辑, 或用负逻辑关系转换与/或逻辑.
注:线或,接下拉电阻至地。
(~A)+(~B)=~(AB);
这些晶体管常常是一些逻辑电路的集电极开路 OC 或源极开路 OD 输出端. 这种逻辑通常称为线与/线或逻辑, 当你看到一些芯片的 OC 或 OD 输出端连在一起, 而有一个上拉电阻时, 这就是线或/线与了, 但有时上拉电阻做在芯片的输入端内.
顺便提示如果不是 OC 或 OD 芯片的输出端是不可以连在一起的, 总线 BUS 上的双向输出端连在一起是有管理的, 同时只能有一个作输出, 而其他是高阻态只能输入.
三.什么是推挽结构
一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.要实现线与需要用OC(open collector)门电路 .如果输出级的有两个三极管,始终处于一个导通、一个截止的状态,也就是两个三级管推挽相连,这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱(Totem-pole)输出电路(可惜,图无法贴上)。
当输出低电平时,也就是下级负载门输入低电平时,输出端的电流将是下级门灌入T4;当输出高电平时,也就是下级负载门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经 T3、D1 拉出。
这样一来,输出高低电平时,T3 一路和 T4 一路将交替工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。
又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使RC常数很小,转变速度很快。
因此,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
供你参考。
推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小效率高。
输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。